在中国铁道出版社的帮助下, 我们这本<桥梁工程液体黏滞阻尼器设计与施工(配盘)>终于出版了。书中介绍了我们对大型结构用阻尼器的了解、理论分析、和我们做过的桥梁案例。这当然是我们全公司、工作过的同事、合作伙伴共同努力的结果。出版整理出来，希望对推动我国桥梁事业，特别是阻尼器的工程应用上能有所帮助。

内容简介

从20世纪80年代开始,美国结构工程师首先开始将在机械、宇航等行业已经成功应用的液体黏滞阻尼器作为结构保护系统成功地应用于桥梁抗震,并形成迅速发展的一支独秀。它是“花钱不多,对桥梁帮助不小”的一个减震装置,在我国正在建设的许多大跨公路桥梁、铁路桥梁,城市和高速路上高架桥梁抗震工程中广泛应用,并受到肯定。

本书详细介绍了世界最先进的液体黏滞阻尼器的发展过程,阻尼器的设计原理和构造,在桥梁上的应用理念和计算方法以及阻尼器的检测和质量保证。

泰勒公司(TaylorDevices,Inc.)是美国最早开始研究测试并发展起来的结构工程用阻尼器生产厂家,泰勒公司在世界各地完成了近120多项大型桥梁工程,其中在我国包括以苏通长江大桥、江阴长江大桥、舟山群岛西堠门跨海大桥和津秦铁路大桥等为代表的30多座大跨桥梁,书中对这家公司以及其液体黏滞阻尼器安置情况进行了介绍,同时也给出了国内外一些桥梁阻尼器的计算过程。

本书可供从事桥梁设计与施工的工程师、教授等专业人员设计应用参考。

图书在版编目(CIP)数据

桥梁工程液体黏滞阻尼器设计与施工/陈永祁著.—北京:中国铁道出版社,2012.3

ISBN978-7-113-13943-8

Ⅰ.①桥… Ⅱ.①陈… Ⅲ.①桥梁工程-黏性阻尼-阻尼器-设计 Ⅳ.①U442.5

中国版本图书馆CIP数据核字(2012)第010258号

书 名: 桥梁工程液体黏滞阻尼器设计与施工(配盘)

作 者:陈永祁

策 划:许士杰

责任编辑:曹艳芳 陈小刚 电话:010-63549495 电子信箱:cxgsuccess@163.com

封面设计:冯龙彬

责任校对:

责任印制:陆 宁

出版发行:中国铁道出版社(100054,北京市西城区右安门西街8号)

网 址:http://www.tdpress.com

印 刷:

版 次:2012年3月第1版 2012年3月第1次印刷

开 本:787mm×1092mm 1/16 印张: 插页:2 字数:550 千

书 号:ISBN978-7-113-13943-8

定 价:80.00元

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前 言

近20年来,用于桥梁减振的结构保护系统有了很大的发展。铅芯橡胶、摆动式金属摩擦抗震支座和液体黏滞阻尼器是在国际上迅速发展的几支独秀。在桥梁纵横两个方向上安置液体黏滞阻尼器已经成为桥梁抗震设计工作者的一个重要选择。几乎没有人再怀疑阻尼器是个“花钱不多,对桥梁帮助不小”的设备。我国正在建设的大型公路桥梁、铁路桥梁,为了达到减少桥梁各种振动的影响,纷纷考虑加设液体黏滞阻尼器。到目前为止,美国最早开始试验并发展起来的阻尼器生产厂家泰勒公司(TaylorDevices,Inc.),已经在世界各地,近120多项大型桥梁工程上安置了液体黏滞阻尼器,以减少桥梁的各种振动。其中,在我国以苏通长江大桥、江阴长江大桥、南京三桥、舟山群岛西堠门跨海大桥、金塘跨海大桥和津秦铁路大桥等为代表的30多座大跨桥梁也已安置了世界最先进的液体黏滞阻尼器。

目前这项技术仍处在发展和完善中,还有许多工作要做,出版本书的目的在于作一个阶段性的总结。书中介绍了美国工程师和研究人员对液体黏滞阻尼器设计和应用的一些理念、国内外的一些设计方法和步骤、相关计算机有限元程序的应用和设计结果的合理性分析及其判定表述;本书还提供了30多个实际桥梁工程中阻尼器的设置形式及采用的参数,并对17个不同形式的桥梁设计案例进行计算分析作出详细介绍,希望对桥梁抗震设计、研究能有所帮助。

不容怀疑,桥梁结构减振保护系统的质量控制和产品的检验对我国还是一个比较生疏的领域,本书将介绍一些国外的及我们安设在苏通和江阴大桥上的阻尼器装置的质量控制、测试的内容和检测标准,希望能对国内其他桥梁的设计施工、未来规范的编制和执行起到参考作用。

我国在苏通长江大桥的设计中,首次开创并应用了具有限位作用的液体黏滞阻尼器。金塘大桥、青岛海湾大桥以及我国为印尼援建的马杜拉大桥上都采用了这种先进的设计理念和方案。许多设计人员考虑在更多的桥梁上采用一些具有特殊功能的阻尼器,如受力更为复杂的熔断阻尼器、黏弹性阻尼器和金属密封无摩擦阻尼器等;根据应用的需要,我们还建议和发展了适用于铁路桥梁的新型阻尼器、桥梁检查车上适用的带磁头阻尼器。本书中会将这些阻尼器一一介绍给大家,希望更多设计者提出新的理念,和我们一起努力创造还没有人提出过的新型阻尼器、新的计算和应用方法。

本书中也介绍了一些阻尼器的安装、调试和连接的参考资料,希望对阻尼器的施工安装者有帮助作用。

虽然我们在江阴长江大桥加固工程、北京市区二环阜成门立交桥中获得了成功,积累了一些经验,但这与美国、韩国已经完成的近五、六十座桥梁加固工程相比,显然还有很长的路要走。可以预见,液体黏滞阻尼器在桥梁工程加固、抗震升级、翻新上的应用是有很大潜力的。国外已经普遍应用的其他的铁路和公路高架桥、钢拱型桥梁、钢筋混凝土桥梁的抗震阻尼器都还有待我们去进一步开发。

说到液体黏滞阻尼器,我们不能不提起美国泰勒公司。20世纪50年代创立的美国泰勒公司一直是世界减振控制系统的先驱、先导。特别是结构工程中所使用的缓冲器、锁定装置和液体黏滞阻尼器,都是首先发源于泰勒公司在振动台上进行的产品试验,逐步走入工程界的、进而获得美国各种规范的认可、从而推广到世界工程界的广泛采用。笔者有幸与这家公司一道在中国推广这项技术及其产品,深深认识到,也不想回避,到目前为止,世界上还没有在技术上能够接近他们的产品。除了工程的应用,我们也尽量介绍阻尼器的结构组成和其本身的设计原理。我们坚信,只有很好地了解这些技术,才有可能制造出真正赶超世界先进水平的自主产品。

当然,我是个结构工程师,对机械原理了解有限,尽管出于工作性质,总是努力的想把相关问题讨论清楚,但是对阻尼器的工作机理还有很多不了解、不能回答的问题,和大家一起继续学习吧!无论在国内外研究单位还是设计院,我一生从事结构工程,所有考虑问题的兴趣和出发点都是实际工程。在对阻尼器的应用理论上,许多问题还理解不深,因而本文没有全部涉及,留给后来的工程师们学习和讨论吧! 正是因为缺少以上这些内容,本书也就是本经验之谈的设计手册,但如果能对桥梁工程师的计算分析和设计有所帮助,我就感到非常荣幸了。

还要一点需要说明,本书中收集的实际工程算例大多取自我们参与的项目,但也有少部分并非采用了美国泰勒公司的阻尼器,有一些工程最终也并未按我们计算的参数进行实施。但我们认为,这些项目在结构和设计思路等方面确有特色,或许会对读者有益,这里也就把它列在其中了。

感谢中国公路学会桥梁分会曾宪武秘书长,铁道部工程设计鉴定中心张红旭教授对我们的鼓励,也感谢中交公路规划设计院、路桥集团桥梁技术有限公司、浙江省交通规划设计院、四川省公路规划勘测设计院、中交公路规划设计一院、中铁一院、二院、三院、北京市市政总院和我们一起走过的路。没有段玉凤、张克、张喜刚、林道锦、宋辉、许宏亮、崔冰、裴岷山、李正荣、徐国平、王仁贵、史方华、王晓阳、毛兆祥、李毅谦、郭河、邬贵全、蒋劲松、周益云、王应良、郑旭峰、王兴达、王向阳、李世文、李琦、岳振民、颜志华、宋顺忱、陈志颖、许振中、李承根、陈克坚、曾永平、张恺、焦驰宇、张连普、孙广龙等工程师和领导的合作帮助,我们是不能完成这些工作的。

特别要说明的是本书中江阴大桥的设计计算是由中交公路规划设计院林道锦博士提供的。印尼马都拉大桥的计算优化是由路桥集团桥梁技术有限公司郭河工程师提供的。谢谢他们的支持。

当然我们也要感谢在美国给了我们很大帮助的Dr.T.T.Soong教授、Dr.Constantinou教授以及美国泰勒公司的DouglasTaylor董事长、Mr.RobertSchneider和Mr.CraigWinter。

本书部分内容是我的助手马良硕士协助整理和编写的,部分桥梁的计算分析也是由他完成的,在此我要特别感谢并向大家介绍他的贡献。

当然我也要感谢在我们公司里所有共同工作过的同僚,特别是在韩家沱铁路长江桥上做过很多贡献的曹铁柱先生。